U-notat 5/97
Norsk deltakelse i CERN
Helge Godø
med bidrag fra Øyvind Såtvedt
Aris Kaloudis (bibliometri) Hans Skoie
N I FU
Norski~titutt
for studi.er av forskning og utdanning1
Innhold
1 Grunnlaget for utredningen ... 1
1.1 Mål og underliggende premisser . . . 1
1.2 Kilder og informasjonsgrunnlaget - CERN ... 3
1.3 Analyse og fremgangsmåte ... ... 4
2 Generelt om CERN ... 7
2.1 Historisk bakgrunn ... 7
2.2 Deltagelse i CERN og nasjonal tilknytning ... ... 8
2.3 Policy og styringsmåte ... . 10
2.4 Drift, økonomi og folk på CERN . . . 11
3 CERNs aktiviteter i dag ... 16
3.1 Eksperimentene ved CERN ... ... ... 16
3.2 Ambisjoner og retning på CERNs virksomhet ... 18
3.3 Partikkelfysikk utenom CERN ... ... 21
4 Norsk deltakelse i CERN ... 23
4.1 Historisk bakgrunn ... ... 23
4.1.l De første år ... .... ... ... 23
4.1.2 Utvidelsene av CERN ... ... ... ... 25
4.1.3 Hva har vært diskutert 1948 -1997? ... ... 27
4.1.4 Oppsummering - historisk perspektiv på CERNs rolle i norsk forskningpolitikk ... 28
4.2 CERN - aktiviteter og prosjekter med norsk deltakelse ... 29
4.2.l Brukere og deltakelse i CERNs eksperimenter .... ... 29
4.2.2 Finansiering og styring av CERN ... 30
4.2.3 Norske ansatte i CERN ... ... 31
4.2.4 Leveranser av norske varer og tjenester til CERN ... 31
4.3 Norske prioriteringer og valg ... 31
4.4 Omfang av norsk ressursbruk til CERN ... 32
4.5 Norsk deltakelse på personnivå ... 33
4.6 Norsk innflytelse ... 34
4.7 Nivå på norsk deltakelse ... 35
4.8 Kunnskapsspredning fra CERN ... 35
5 Resultater oppnådd hittil ... ... 37
5.1 Metodiske begrensinger ... 37
5.2 Scientometriske målinger av resultater oppnådd ... 38
5.2.l Patenter ... ... 38
5.2.l Vitenskapelig artikler - resultater av en bibliometrisk analyse .... 38
5.3 Opplæringseffekten av deltakelse i CERN .. ... 40
2
5.4 Kommersiell virksomhet ut fra CERN ... ... .. ... 41
5.5 Nettverksaspektet ved deltakelse i CERN ... ... ... 43
5.6 Alternative prioriteringer ... ... ... ... . 44
6 Forskningsmessige utsikter for CERN ... 45
6.1 LHC ... 45
6.2 Generelt om forskningsmessig utsikter ... .. .... ... ... 45
6.3 Forholdet CERN-deltakelse og NFR/NTs strategier .... ... ... .... 47
6.4 OECDs Megascience Forum ... 48
7 Fremtidsutsikter: Politiske faktorer ... 50
7.1 Politiske tendenser som påvirker internasjonalt forskningssamarbeid .. . 50
7.1.1 ØMU - budsjettreduksjoner på kort sikt ... 50
7.1.2 Europa utvides for CERN ... ... .. ... ... .... 51
7.1.3 OECDs Megascience Forum ... 51
7.2 CERN og EUs rammeprogrammer ... ... ... .... .. ... .. .... 51
7.3 Viktige politiske faktorer for Norges fremtidige deltakelse i CERN ... 52
7.3.1 Norske utenrikspolitiske interesser i CERN ... 53
7.3.2 Norske sikkerhetspolitiske interesser i CERN .... ... ... 53
7.3.3 Norske næringspolitiske interesser i CERN ... 53
7.4 Politiske alternativer ... ... .. ... .. ... ... ... 54
Litteratur .. ... .. 55
P:\ WINOOWS\APORCERN\ TOTlCERN
Versjon 30 I 4-97 1
1 Grunnlaget for utredningen
1.1 Mål og underliggende premisser
Hensikten med denne rapporten er å tilveiebringe et vurderingsgrunnlag (fakta) for norsk deltakelse i CERN. Rapporten inngår som en delutredning i en større
utredning om norsk deltakelse i de store internasjonale forskningsorganisasjonene ESA, CERN, EMBL, ESRF og OECDs Halden-prosjekt. De overordnede mål som foreliggende rappo,rt om CERN skal bidra til å belyse er.
"' Forskningspolitiske og -strategiske forutsetninger for deltakelse - da og nå, samt andre politiske forhold, feks norsk utenrikspolitikk:
-Har forventningene fra norsk inntreden i disse organisasjonene blitt innfridd?
- Er det nye forutsetninger som er aktuelle nå?
"' Hva slags effekter har deltakelse oppnådd? Hva er alternativ-verdien av
innsatsen? Klargjøring av dette i form av:
- oversikt over vitenskapelige/kunnskapsmessige resultater oppnådd - oversikt over industrielle/kommersielle resultater oppnådd
-norske FoU-systemets utnyttelse og fordeler av samarbeidet - "uunnværlighets" -vurdering
-generelt om kunnskapsspredning, kompetanseoppbygging og nettverkseffekter oppnådd av deltakelse.
"' Hva slags suksesskriterier er relevante for vurdering av fortsatt deltakelse i disse
organisasjonene ut fra fremtidsperspektiver - faglig, industrielt og forskningspolitisk.
Bakgrunnen for utredningen er et oppdrag fra Norges Forskningsråd, Område for Naturvitenskap og teknologi (NT), av 16/12 1996.
Arbeidet med å fremskaffe et faktagrunnlag skjer i henhold til en mal som er
identisk for hver organisasjon som utredningen omfatter, dvs: ESA, EMBL, ESRF og OECDs Halden-reaktorprosjektet.
I foreliggende delrapport er det norsk deltakelse i CERN som er hovedfokus.
Rapporten vil være en av 6 rapporter som skal ferdigstilles fra Del 2 (faktainnsamlingsdelen) av utredningen.
P: \ WINOOWS \APORCERN\ TOTlCERN
Versjon 30/4-97 2
Overordnede problemstillinger for Del 2 er:
• "Da og nå" - forskningspolitiske og -strategiske forutsetninger
• Effekter oppnådd av deltakelse
• Relevante suksesskriterier for vurderinger av fortsatt deltakelse
Arbeidet med å fremskaffe et faktagrunnlag skjer i henhold til et design som er identisk for hver organisasjon som utredningen omfatter. Hensikten med dette er i størst mulig grad å sikre et datagrunnlag som vil muliggjøre en konsistent analyse og sammenligning av norsk deltakelse i de nevnte internasjonale organisasjonene.
Ut fra dette er datainnsamlingen konsentrert om terna/funksjoner, som vist i rna trisen nedenfor:
Temalfu.nksjon ESA CERN ESRF Halden- EMBL reaktoren
1 Grunnlaget for Denne
utredningen rapporten
2 Generelt om organi- Denne
sasjonen rapporten
3 Nåværende Denne
aktiviteter rapporten
4 Norsk deltakelse Denne
rapporten 5 Resultater oppnådd Denne
rapporten
6 Fremtidsutsikter: Denne
Forskning rapporten
7 Fremtidsutsikter: Denne Politiske faktorer rapporten 8 Momenter som skal
inngå i anbefalingene til NFR (Del 3)
Den sjette rapporten vil ta for seg punkt 8 horisontalt i matrisen, mens det lages separate rapporter for hver kolonne/ organisasjon, dvs 5 rapporter av denne typen.
P: \ WINOOWS\APORCERN\ TOT1CERN.
Versjon 30/4-97 3
1.2 Kilder og informasjonsgrunnlaget - CERN
Av de fem organisasjonene som denne utredningen omfatter er CERN den eldste og - om ikke den største - så meget stor, målt i budsjetter og antall mennesker som har sitt liv og virke tilknyttet organisasjonen. Følgelig er kildetilfanget stort og jevnt over av god kvalitet mht de problemstillingene som utredningen berører. En forutsetning for utredningen var nettopp at den skulle basere seg på tilgjengelige kilder og bare i begrenset utstrekning innhente opplysninger gjennom egne opplegg, som intervjuer, etc. I utredningen er imidlertid informanter blitt benyttet, både for å få veiledning om eksisterende dokumenter og andre informasjonskilder, samt råd til utdyping av utredningens problemstillinger, gjennom:
• løpende kontakt og møter med ledere og saksbehandlere i NFR som har CERN som arbeidsfelt, bl a gjennom prosjektets styringskomite,
• møter og samtaler med:
- professor Egil Lillestøl, leder for NRFs KJERNP AR-program og ansatt i CERN - professor Eivind Osnes, norsk delegat til CERNs Committee of Council
- professor Torgeir Egeland, leder for Norsk Fysikkråd
- ekspedisjonssjef Tore Olsen, Kirke, undervisnings- og forskningsdepartementet.
- byråsjef Runar Jensen, Utenriksdepartementet
- sivilingeniør Carl Rønnevig, norsk Industrial Liason Officer på CERN
Av dokumenter som denne utredningen om CERN bygger på er følgende viktigst:
" KUFs årlige forslag til statsbudsjett (St prp nr 1) vedrørende CERN,
" Årsrapporter fra Område Naturvitenskap og teknologi i NFR, samt årsrapporter for KJERNP AR-programmet,
" CERNs Annua[ Reports, både vol I og vol Il, for tidsrommet 1987-1995 (1996 hadde ikke utkommet pr mai 1997),
" Årsrapporter fra den norske Industrial Liason Officer tilknyttet CERN,
" CERNs WWW-sider,
" Årsrapporter fra aktuelle institutter i Norge som deltar i CERN,
" CERNs egne styringsdokumenter, fra organer som:
- Council of Committees - Financial Committee
- Working Group on the Review of the CERN Purchasing Policy and Procedures, - Science Policy Committee, samt noen av underkomiteene ("Collaborations") - CERNs Personel Statistics
" Evalueringer og reviews med fokus på CERN:
- ECFA (European Committee for Future Accellerators) studier fra 1980, 1990 og 1996, samt ECFA-uttalelse av 30/9-'96 om norsk partikkelfysikk,
- NAVFs Evaluation of Norwegian CERN activities av 1992,
P: \ WINDOWS\APORCERN\ TOTlCERN
Versjon 30/4-97 4
- "Abragam-rapporten" (Final report of ther CERN review committee) av 1987, samt dokumenter som fulgte denne opp, Report on the implementation of the
recommendations of the CERN review committee, av 27 /2 1990,
- OECDs Megascience Forums Particle Physics av 1995, samt andre publikasjoner som OECDs Megascience Forum har utgitt med tilknytning til utredningens tema,
- Nordisk Ministerråds International evaluation of the Nordic Institute for Theoretical Atomic Physics - NORDITA, av 1988 (NORD 1988:105 - ikke direkte CERN- relatert),
- CERNs Technological Developments at CERN 1988-1989 & 1991-1995 - Extracts from the CERN Annual Report volume 2,
- Norsk Fysikkråd og Norsk Fysikkselskap, Fremtidsplaner for norsk fysikk 1985- 1988, av 1985,
... Generelle studier av CERN:
- Ben Martin og John lnrine, "CERN: Past performance and future prospects", i Research Policy, vol 13 (1984), s 183-210, s 247-284, s 311-342,
- div FoU-historiske studier og biografier, hvorav A Herman, J Krige, U Mersits og D Pestres His tory of CERN, vol I og Il (1987, 1990) har vært sentral, men mange andre historiske analyser er benyttet,
... Gjennomgang av tidsskrifter 1996-97 som belyser FoU-strategiske og politiske aspekter ved CERN og partikkelfysikk mer generelt:
- Nature - Science
- CERN Courrier
' t
·'
- Physics Today - Research Policy
- Research Management - Scientific American - New Scientist
Konkrete opplysninger vil bli angitt i kildehenvisninger eller fotnoter i selve teksten.
1.3 Analyse og fremgangsmåte
Informasjonsasymmetri, interessekonflikt og konkurranse om knappe midler er sentrale faktorer i vurderinger og prioriteringer av forskning. Sagt enkelt: De som
sannsynligvis vet mest om et bestemt fagområde (forskerne som arbeider her) er ikke de samme som skal ivareta samfunnets interesser i forskningen, dvs ivareta
P: \WINDOWS \APORCERN\ TOTICERN
Versjon 30/4-97 5
helhelten og prioritere knappe midler mellom forskjellige fagområder som alle hevder de er meget attraktive og lovende. De samfunnsmessige interesser i
forskningen vil ta form av prioriteringer mellom ulike typer og mengder forskning, ut fra mange og tildels motstridende hensyn - og tidsperspektiv. Forskerne vil argumentere for at deres eget forskningsområde fortjener høy prioritet, og de kan mobilisere sterke argumenter for hvorfor dette bør skje og hvordan (konkrete planer). Summen av alle ønsker vil som oftest overskride tilgjengelige ressurser, både på kort og lang sikt, og - viktigst - konsekvensene av prioriteringer kan være forskningspolitisk s_kjebnessvangert på lang sikt. Beslutningstakere vil derfor være interessert i informasjon som kan tydeliggjøre hva slags valgmuligheter de har, og hva konsekvensene av deres valg/prioriteringer får. Fordi forskning generelt er så
spesialisert og lite tilgjengelig for vurdering selv for spesialister benytter
forskningsstrategiske organisasjoner "uavhengig, uhildet" ekspertise for å hjelpe seg i vurderingene. Allerede i 1984, i en analyse av CERN påpekte Martin og Irvine at også dette i økende grad byr på vanskeligheter:
"The underlying problem is that it is becoming more difficult in Big Science to locate neutral peers ca pa ble of providing sufficiently disinterested judgements; all potential peers tend either to have same professional interest in a proposed new project, or to be associated with a competing set of interests which would benefit from a negative decision on that project" (1984:312)
Uansett grad av uavhengighet vil det allikevel oppstå informasjonsasymmetri fordi få - om noen - er egentlig faglig ekspert på mer enn avgrensede områder, slik at f.eks når man skal prioritere mellom område y og x basert på på uttalelser fra ekspert( er) A om y og ekspert( er) Bom x, så er det sannsynligvis knyttet metodisk usikkerhet til hvordan man egentlig skal kunne sammenligne råd fra hhv A og B - og hvordan disse passer inn i en større forskningsstrategisk kontekst.
Med CERNs planer om utbygging og store investeringer i den nye
partikkelakselleratoren Large Hadron Collider (LHC) som skal skrus på i 2005 blir denne den største, dyreste og eneste i sitt slag i verden. Det knytter seg spennende forskningsforventninger til LHC, men samtidig tydeliggjøres problemet med
informasjonsasymmetri og potensielle interessekonflikter i en nasjonal
forskningsstrategi. For beslutningstakere som skal prioritere mellom mange forslag som er tildels meget kostbare og innebærer langsiktige bindinger, vil man være interessert i pålitelig informasjon om:
- hvor vellykket har forskningen på et bestemt område vært, hva har vi fått ut av den?
P:\WINOOWS\APORCERN\TOTlCERN
Versjon 30 I 4-97 6 -hvor gode/lovende er fremtidsutsiktene?
Foreliggende rapport tar sikte på å bidra til et vurderingsgrunnlag for disse spørs.målene, basert på analyse av kildene som ble angitt ovenfor. Som forklart ovenfor vil denne rapporten bare omhandle CERN-delen av utredningen, dvs at den utgjør en av de fem kolonnene i utredningens design, presentert ovenfor.
P:\ WINDOWS\APORCERN\ TOTlCERN 7
2 Generelt om CERN
2.1 Historisk bakgrunn
CERN ble startet som et internasjonalt samarbeid om grunnforskning i fysikk. Det første skrittet mot etableringen av CERN ble tatt under "The European Cultural Conferance" i Lausanne i desember 1949. Et år senere - i desember 1950 - tok
European Centres Commision for Scientific Cooperation initiativet til en utredning om behovet for en stor partikkelakselerator for høyenergiforskning. En viktig drivkraft bak denne prosessen var lederen for UNESCOs avdeling for
naturvitenskap, frai-iskmannen Pierre Auger (Dahl, 1981). Gunnar Randers deltok på dette møtet for Norge. I desember 1951 innkalte UNESCO til en konferanse hvor resultatet av denne utredningen ble presentert. Utredningen ble ledet av Pierre Auger. Odd Dahl deltok fra norsk side. Deltagerne på UNESCO-konferansen var offisielt utpekte delegater fra europeiske land. Forslaget gikk ut på å konstruere to akseleratorer, hvorav den ene ville bli den største i verden. Det ble opprettet et
"provisorisk CERN" som skulle arbeide for realiseringen av prosjektene. CERN ble formelt etablert 29 september 1954, ved at "the Convention for the Establishment of an European Oraganisation for Nuclear Research" trådte i kraft. Norge kom tidlig med i dette arbeidet med CERN, noe som skal utdypes nærmere i kap. 4.
Hensikten med CERN, slik det er nedfelt i stiftelsesvedtektenes artikkel Il er:
"The Organization shall provide for collaboration among European States in nuclear research of a pure scientific and fundamental character, and in research essentially related thereto."
In 1954 forelå planene for de første aktivitene for CERN: Bygging av en 600 MeV synkro-sykrotron og en proton-synkrotron for mer enn 10 GeV. På dette tidsrommet ble det regnet med at en bemanning på ca 100 forskere, konstruktører og teknikere ville være tilstrekkelig. I 1960 hadde antall ansatte på CERN økt til ca. 1.000.
Veksten nådde et høydepunkt i 1975, på ca. 3.800 ansatte. Siden har antall ansatte minket gradvis (ca. 3.400 i 1987 og 2.938 utgangen '95), men dette og de store
kostnadene forbundet med bygging og drift av anleggene (CERNs årsmelding 1995
viser totalkostnader på 948 millioner CHF
=
ca. NOK 4,5 milliarder) gjør at CERN erblant de største internasjonale forskningsprosjektene hvis man ser bort fra EUs rammeprogrammer o.l.
Motivet for etableringen av CERN var flere:
"' demonstrere at gjenoppbygging av det krigsherjede og antagonistiske Europa skulle kunne skje på fredelige vis gjennom internasjonalt samarbeid (UNESCO
P:\ WINDOWS\APORCERN\ TOTlCERN 8 var instrumentell i dette),
... pragmatisme: erkjennelse av at "Big Science" var så stor at et europeisk felles prosjekt var nødvendig for å bygge større anlegg enn de som fantes da, særlig i USA (Lawrence Radiation Laboratory og Brookhaven).
Detaljene i CERNs begivenhetsrike historie ligger utenfor denne utredningen, men en fyldig beskrivelse finnes i Herman, Krige, Mersits og Pestres (1987,1990), i deres historiske studier av CERN.
2.2 Deltagelse i CERN og nasjonaltilknytning
CERN er forankret i en traktat, hvor nasjoner er medlemmer. Nasjonene bidrar til finansiering av CERN i henhold til en kostnadsfordelingsnøkkel som er basert på andeler beregnet ut fra nasjonenes netto nasjonale inntekt (NNI). Tabell 2.1 nedenfor viser hvilke land som er medlemmer og deres andel av budsjettet i 1995.
Siden 1995 har prosentandelene blitt justert -Norges medlemskapsandel er nå på 1,6%. I tillegg til disse deltar en rekke nasjoner i CERNs aktiviteter, som observatører eller med egne avtaler som "non-member states". Dette gjelder følgende:
Kanada
Israel (observatør) India
Japan (observatør) Russland (observatør) USA
Tyrkia (observatør)
EU kommisjonen (observatør) UNESCO (observatør)
Disse landene bidrar også til byggingen av det nye LHC-anlegget som skal være ferdig i 2005. Bidragene fra Japan og USA vil bli betydelige, særlig har USAs interesse for deltakelse i LHC-anlegget økt sterkt etter at planene om SSC (Sup Conducting Supercollider) - ble endelig skrinlagt i 1996. Både medlemskap og bidrag fra "non-member states" skjer formelt på nasjonalt nivå, typisk representert ved et ministerium for forskning eller en organisasjon som har fått delegert slike fullmakter. I Norge er det Kirke, undervisning- og forskningsdepartementet (KUF) som har budsjett- og forvaltningsmessig ansvar for Norges medlemskap i CERN,
P:\ WINDOWS\APORCERN\ TOTlCERN 9
Tabell 2.1: CERNs medlemslands andel av budsjettet
Nasjon %-andel
Norge 1,36
Sverige 2,64
Danmark 1,9
Finland 0,78
Tyskland 22,78
Frankrike 17,77
Italia 15,26
UK 13,72
Spania 7,43
Sveits 4,18
Belgia 3,27
Nederland 4,73
Østerrike 2,68
Portugal 0,76
Hellas 0,4
Ungarn 0,07
Tsjekkia 0,1
Slovakia 0,05
Polen 0,12
mens det operative ansvaret for selve deltakelsen ligger i Norges Forskningsråd.
Dette utdypes nærmere i kap. 4 mht beskrivelse av hvordan norsk deltakelse skjer, men lignende arbeidsdelingen vil man finne i de fleste medlemslandene. Når det gjelder CERNs arbeidsmåte mht forskningsaktiviteter vil også dette bli utdypet et annet sted, dvs. i neste kap. 3.
P:\ WINOOWS\APORCERN\ TOTlCERN 10
2.3 Policy og styringsmåte
Som vist nedenfor er CERN underlagt en rekke styringsorganer som fastsetter retning og rammer for organisasjonene.
Øverste organ er "Committee of Council," (CC) der alle medlemslandene er
representert med to delegater. Dette organet har en indre kjerne, nærmest et
arbeidsutvalg, der leder, nestleder, to medlemmer og lederne for Scientific Policy Committee og Finance Committee møter. Leder for den innflytelsesrike
interesseorganisasjonen European Committee for Fu ture Accelerators (ECF A) kan også delta i dette rådet.
l
Committee oC
Counsils
(CC)
I
i...:~I
i
Div ' Finance
ScientiCic Policy
Committee (SPC)
I
arbeids-: ---+-c om m ittee grupper! (FC)
I
L LHC
I
CommitteeI
LEP E~perimentsI
Comm1ttee ISOLDE Committee
I ~
SPSL ExperimentsiI
Committeei
L
LHC Machine IAdvisory Committee
De facto synes det imidlertid som Scientific Policy Committee (SPC) er et like sterkt organ som CC. I dette organet er det forskningenens interesser som er representert og det finnes to typer medlemmer.
~ medlemmer, utpekt pga høy vitenskapelig anseelse
~ Ex-officio medlemmer, dvs ledere for faglige og eksperimentelle underkomiteer,
' :
i
I
I
I
P:\ WINDOWS\APORCERN\ TOTlCERN 11
samtECFA
Ingen norske er representert i SPC - heller ingen andre fra Norden.
I Finance Committee (FC) er alle medlemslandene representert. Leder for CC møter i SPC, mens lederne for SPC og FC møter i CC, dvs at det er en viss overlapp.
Styringsstrukturen som er representert ovenfor utgjør "toppen av isberget". Under SPC er det en egen ,struktur av komiteer, "collaboration boards", arbeidsgrupper, ad-hoc grupper, etc. Det er først her at norske brukerne, forskerne og organisasjonene de er ansatt i (forskningsinstitutter og universiteter) representert. Formelt sett er CERN på styringsnivå brukerstyrt.
CERN som laboratorium for eksperimenter i partikkelfysikk ledes av en generaldirektør og en direksjon med fem direktører med hvert sitt arsvarsområde (forskning,
forskning/teknikk, akselleratorer, LHC prosjektdirektør, samt administrasjon).
CERN er inndelt i 15 funkjonspesialiserte divisjoner (f.eks. "SPS & LEP Division",
"Particle Physics Experiments Division"). Ut fra organisasjonskartet fremstår divisjonene som relativt autonome, fordi kommandolinjene til direksjonen går gjennom et mellomliggende sjikt av "Coordinating Committee for Research" og
"Accelerator & Technology Board". I tillegg finnes et "Research Board" som består ay direksjonen, alle divisjonslederne, lederne for de ulike eksperimentelle komiteene (under SPC), og diverse andre organer (boards, standing committee, collaboration board etc). Mange av divisjonene rapporterer til flere direktører.
2.4
Drift, økonomi og folk på CERN
Hovedhensikten med CERN er å utføre eksperimenter innen partikkelfysikk på eksisterende anlegg, og planlegging og utbygging av fremtidige anlegg. Anlegg vil i hovedsak si akselleratorer - ringer hvor partikler med ulike egenskaper (avhengig av eksperiment) fraktes opp i nesten lys-hastigheter, med tilhørende detektorer som registrerer partikkel-adferd når (og hvis) de kolliderer. CERNs organisasjon og virkemåte kan forklares ut fra dette. Imidlertid, de som befolker CERN kan grovt deles i to
"" De fast ansatte på CERN, 2.938 personer ved utgangen av 1995,
"" Brukerne, i hovedsak forskere/fysikere som oppholder seg ved CERN i forbindelse med eksperimentene, og som er ansatt ved forskningsorganisasjoner i
medlemslandene og ellers. 1995 var det 4.739 personer av denne kategori innen CERN i kortere eller lengre perioder. Det er på denne måten Norge deltar i CERN,
P: \ WINDOWS\APORCERN\ TOTl CERN 12
noe som skal utdypes i kap. 4.
Blant de fast ansatte vil man finne at 60% av de ansatte kommer fra to de
vertslandene Frankrike (47%) og Sveits (13%). Norge har 26 ansatte. Ikke uten grunn betegnes CERNs organisasjonskultur som fransk-dominert. I CERNs interne
organisasjon er 58% av CERNs faste ansatte (1.723 personer) tilknyttet divisjonene som står for driften av akselleratorene (AT, MT, PS, SL, ST og TIS), mens 28% (824 personer) er tilknyttet divisjonene som har ansvar for databehandling, nettverk, eksperimentelt opp;Sett, etc. Blant disse finner vi CERNs minste divisjon, den for teoretiske studier, som hadde 27 ansatte, hvorav 1 er fra Norge. Tabell 2.2 nedenfor, som er basert på opplysninger i CERNs årsrapport for 1995, viser fordelingen av CERNs fast ansatte etter yrkeskategorier.
Tabell 2.2: Ansatte på CERN 1995, fordelt etter yrke
Yrkeskategori Antall personer %
Forskere (fysikk) 105 3,6
Anvendte fysikere og ingeniører 830 28,4
Teknikere 1.065 36,3
Fagarbeidere og arbeidere 430 14,4
Adm. & funksjonærer 508 17,3
I alt 2.938 100
CERN-ansatte er aldersmessig konsentrert i gruppen 46 år til 60 år, med topp på gruppen som er 56 til 60 år (ca. 800 ansatte). Det vil si at svært mange av dagens CERN-ansatte vil være pensjonister når LHC-anlegget etter planen skrus på i år 2005. Dette står i kontrast til brukerne, der hovedtyngden (ca. 1.400 personer) var folk i alderen 25 til 30 år, noe som kan forklares at fra det er mange hovedfags- og dr.gradsstudenter i denne alderen som deltar på eksperimentene.
Økonomi
I CERNs økonomi brukes sveitsiske franc (CHF) som enhet, og fordi verdien av denne varierer i forhold til den norske kronen, blir tallene omtrentlige. I april 1997 lå kursen 1 CHF = ca. 4.85 NOK. Tabell 2.3 nedenfor viser nøkkeltallene for CERN fra 1995, basert på regnskapstall, omsatt til NOK i henhold til kursen ovenfor.
P: \ WINDOWS\APORCERN\ TOTl CERN 13
Tabell 2.3: Nøkkeltall for CERNs økonomi 1995 - regnskapstall
Utgifts art Millioner - NOK Andel i%
Lø~inger 2.408 52,3
Energi 258 5,6
Andre driftskostnader 731 15,9
Utstyr og materiell inkl. bygninger 1.045 22,7
Avsatt til LHC 155 3,4
I alt 4.597 100
Lønnskostnadene utgjør største utgiftskategori i CERN, dvs lønninger til de fast ansatte, som er ca NOK 820.000 pr. ansatt i gjennomsnitt. Det er ikke uvanlig med lønnskostnader på dette nivået i internasjonale organisasjoner og bedrifter, men det knytter seg allikevel mye oppmerksomhet til CERNs lønninger. Alt i "Abragam- rapporten" fra 1987 ble man bekymret for dette, mest fordi det bidro til for lav - personellsirkulasjon og forgubbing - innforstått frykt for intellektuell stagnasjon og fastlåsing. Aldersfordelingen på CERNs ansatte er omtalt m·enfor. I 1995 forlot 145 fast ansatte CERN, mens 98 personer (herav 2 fra Norge) ble nyansatt. Dette betyr at 3,3% av de ansatte i CERN var nye i 1995 - en fornyelsesgrad som er relativt lav, men ikke uvanlig i mange etablerte, "modne" forskningsorganisasjoner.
1100 ,.---~---.. 1100
100
400
8. Tot•l txJ*)dtturq. In CQrNnt ~hi 1"4 prle
-Cutl&t1!:~
E 1~:-tta1
1S<n ;a 19 eo si e2 83 t4 øs 56 u n 2a oo 91 92 9j, :94
fi•~•1v11m 1 ro:J
P:\WINDOWS\APORCERN\TOTlCERN 14
Nest største utgiftspost i CERN er utstyr og materiell, på i overkant av 1 milliard kr i 1995. Denne posten sammen med enkelte underposter i "andre driftskostnader" som gjelder tjenester, utgjør til sammen varer og tjenester som CERN kjøper inn, oftest gjennom internasjonale anbudskonkurranser i medlemslandene. Tabell 2.3 ovenfor angir dette nærmere, mens figurene viser en distribusjon av CERNs kostnader over tid, både totalt, inflasjonsjustert og i forhold til store utbyggingsprosjekter.
Flgura 10, CERN budget (1953-97) and total upen<flture (1977 ... 9'4) lm•lition SF)
1200 . - - - -- -- - - -... , 200
00
·,ooo
300
300 100 . . 100
A.. Øl'NW.own by •UtlbUUon
!'\< e'lml •"' 1'93$wlea1r1nc:a i 1(){)
1 000
706 600
500 400 300
0 · G
-ress
s; 51ss
6l 63ss
s.1 69 n 13 r:i n '79si
33as e'
~9s1 93
9~ g1F•v.lyep
Tabell 2.4 nedenfor viser at nivået på innkjøp fra CERN ca. 1,2 milliarder NOK. Gitt Norges andel av medlemskap på 1.6% gir dette en pro rata verdi på ca. 19 millioner.
CERNs gjenkjøp av norske varer og tjenester var i 1996 på ca. 8,2 millioner kr. Dette omtales nærmere i kap 4.
P:\WINOOWS\APORCERN\TOTlCERN 15
Tabell 2.4 CERNs innkjøp etter kategori i 1995 - regnskapstall
Kategori Beløp i mill %
NOK
Industrial equipment 292,7 24,9
Edb-behandling 90,8 7,6
Små-utstyr 203,7 8,7
Vedlikehold 123,6 10,6
Forsikringspremier 24,5 2,1
Industrielle tjenester 501,5 40,0
Teletjenester 14,l 1,2
Tjenestereise 34,3 2,9
I alt 1.193,4 100
Regnskapsoversikten i CERNs årsmelding (Vol Il, s. 219-220) fordeler kostnadene på divisjoner og utgiftskategorier, men ikke på prosjekter og eksperimenter. Det føres ikke timeregnskap for de ansatte, slik at det ikke er mulig å se ressursbruken i forhold til enkelteksperimenter, hvor resultatene ellers er utførlig rapportert ut fra forskningsaspektet. Slik sett er det ikke mulig, via regnskapet å se hvor mye et eksperiment som DELPHI, hvor Norge deltar mye, koster. Et slikt bilde kunne være av interesse for vurderingene i kap. 4, hvor norsk deltakelse skal beskrives og analyseres. Det har også betydning for neste kapittel, hvor CERNs "
forskningsaktiviteter står i fokus.
P: \ WINOOWS\APORCERN\ TOTl CERN 16
3 CERNs aktiviteter i dag
Partikkelfysikkens mål er å avdekke materiens grunnleggende substans, hvordan Universet er sammensatt av disse og hva slags lovmessigheter som binder og
utvikler disse. I dette ligger en søken bakover i tid, etter en forklaring på Universets skapelse, slik man tror det har utviklet seg fra en liten, kosmisk ildkule, i det store smellet (Big Bang) for 10 til 15 milliarder år siden. Partikkelfysikken innebærer også en forskningsstrategi, der forklaringer søkes i gjennom undersøkelser av mikrokosmos.
En rivaliserende (k6mplementær) forskningsstrategi finner man i astrofysikk og kosmologi, hvor de samme overordnede spørsmål som partikkelfysikken stiller søkes besvart i makrokosmos, ved å samle inn informasjon om universitet, typisk i romvirksomhet.
Det kan ikke være tvil om at partikkelfysikkens motivasjon er dypt befestet i alle kulturer. Til alle tider har mennesker spurt seg om "Hva er \i?", "Hvordan ble vi til?" og "Hvor kommer vi fra?" Mytologien og skapelsesberetninger har dette som felles Leitmotiv. Dagens partikkelfysikk, astrofysikk og kosmologi målbærer ønsket om svar på slike urgamle spørsmål. Imidlertid, fysikkens tilnæring og
forskningsstrategi er ganske forskjellige fra de man finner innen billedkunst, teater, litteratur, psykologi, filosofi og teologi - som ofte også har lignende, grunnleggende ambisjoner. Sentralt i partikkelfysikkens forskning står arbeidet med videreutvikling av den såkalte Standardmodellen -noe som i særlig grad gjelder arbeidene på CERN.
3.1
Eksperimentene ved CERN
CERN er til først og fremst for å utføre eksperimenter for brukerne (forskerne). Det er de som tolker og "skaper fysikk" ut av eksperimentresultatene. Hvordan dette skjer på CERN er lettest å få øye på i "Particle Physics Experiments Division", som organiserer eksperimenter på de forskjellige anleggene på CERN. Dette skjer
gjennom det CERN kaller programmer på de enkelte anleggene, samt i en rekke FoU- prosjekter og i teknologiutviklingen.
Disse er
• LEP-programmet, organisert rundt Large Electron Positron (LEP) collider, som er en 27 km ringtunnel ca. 80 meter under bakken i Geneve. Denne maskinen, som sto ferdig i 1987, har fire detektorpunkter, for observasjon av hva som skjer når partikler kolliderer her. Rundt disse er det organisert eksperimenter, eller
"collaborations" som CERN kaller dem:
P:\ WINDOWS\APORCERN\ TOTlCERN 17
-ALEPH
- DELPHI, hvor særlig norske forskere har vært aktive -L3
-OPAL
• LHC-programmet (Large Hadron Collider), som gjelder planlegging og utbygging av et aksellerator anlegg som skal være ferdig i 2005. Dette vil skje ved en
oppgradering av LEP-ringtunnelen og tilkobling av nye detektorer beregnet for å måle partikkelkollisjoner ved høyere energimengden enn dagens LEP. Disse er:
-ATLAS, for registrering av proton-proton kollisjoner - CMS, for muen-observasjoner
- ALICE, en tung-ionedetektor
• SPS-FT-programmet (Super Proton Syncrotron-Fixed-Target) er et eldre anlegg på CERN, (fullført 1977), og består av en 7 km ringtunnel, ca. 40 meter under bakken.
Anlegget kan aksellerere protoner og antiprotoner imotsatt retning, begge i meget høy energi. Dette anlegget benyttes fortsatt til en rekke eksperimenter:
- Muon (en type leton) (NA 47) -Neutrino (WA 95 og W A 96)
- CP violation (charged-particles) (NA 48) - Atom- og nuklearfysikk (NA 43 og NA 54)
- Lett og tunge kvartspektroskopi (WA 89, WA 91, WA 102)
-Tung-ione eksperimenter (NA 44, NA 45, NA 49, NA50, NA52, WA 97, WA 98, EMU 11, EMU 12, EMU 13, EMU 15, EMU 18, EMU 19). Norske forskere
deltarbare i ett av eksperimentene, WA 97 på orn_rådet>tung-ione.
• LEAR-programmet (Low Energy Antiproton Ring) er basert på den minste ringen på CERN. Omkring den foregår en rekke eksperimenter rundt
- Hadron spektroskopi og NN-interaksjon - Grunnleggende symmetri - CP-violation - Nuklærfysikk med antiprotoner
- Atomærfysikk med antiprotoner
Norske forskere deltar bare i ett eksperiment (PS 202). LEAR ble avviklet i 1996.
• ISOLDE-programmet (Isotope Separator On Line Complex) er et anlegg som brukes til å eksperimentere med ustabile isotoper. Under ISOLDE finner man en rekke eksperimenter
P:\WINDOWS\APORCERN\TOTlCERN 18 -ISOLDE Target Development
- Nukleærfysikk, hvor norske fysikere deltar i eksperimentet IS 338.
- faststoff-fysikk
- biokjemi og biomedisin
I tillegg til aktiviteter (programmene) knyttet til anleggene pågår det CERN kaller FoU-prosjekter for utvikling av instrumenteringsteknologi og annen teknologi for fremtidige (LHC) eksperimenter. I likhet med eksperimentene utføres FoU- prosjektene som "c;ollaboration" mellom universiteter og forskningsinstitutter i medlemslandene. I CERNs årsrapport for 1995 er det omtalt 29 slike FoU-prosjekter, hvorav norske organisasjoner deltar i to:
- RD 20 -utvikling av silikondetektor for LHC
- RD 24 - utvikling av et skalerbart koherent grensesnitt for datafangst på LHC Når det gjelder "teknisk utvikling" er dette organisert i arbeidsgrupper som arbeider i tilknytning til de eksperimentale programmene. Det ble rapportert om 6 slike
grupper i CERNs årsmelding fra 1995. Ingen norske synes å ha deltatt i disse.
3.2 Ambisjoner og retning på CERN s virksomhet
I 1995-årsmeldingen for CERN (Vol I, s. 7) står det skrevet "After six years for studying the elementaI')' particle known as Z, LEP moved smoothly up to its new energy, bringing the possibility of discovering new particles and furthering our understanding of the Univers".
Dette var innledningen til å forklare oppgraderingen av LEP-anlegget til "LEP2" i 1996. I første omgang skjedde dette med en fordobling av stråleenergi opp til 140 GeV, noe som vil muliggjøre observasjoner av interraksjon mellom de elektrosvake W+ og W- og Zo partiklene. Planene er å øke stråleenergien til 175 GeV i 1998. Sitatet ovenfor viser hvordan partikkelfysikerne knytter sine ambisjoner om å forklare Universet sammen med bruk av økende stråleenergier. Innen partikkelfysikken illustreres dette gjennom en såkalt "Livingston plot", et diagram som viser
utviklingen av stråleenergi på de ulike partikkelfysikk-laboratoriene over tid. Figur 3.1 nedenfor viser dette.
P:\ WINDOWS\APORCERN\ TOTlCERN 19
Con-llu- _....,.",..""~ .... 'tlY 1CIT<t>V
IOGtV
- - -· - , :~s , _ _ _ _ _ ve.PP-nr
(OES't;:~..,."") ~)
it.CO (Fr•.--1
2010
"..,of ....
~~ ..
-
..,_~~ ofpp . ..,, •nd•••""cotlld.ft.~.,.w~. 'fhe'~~-n\11" *"·~
_, as • funcllon of it. fttSt ~ d operaliQn. · · ·
1 AuthOr.. .
Av diagrammet ser man at CERN nå og i overskuelig fremtid leder an i utviklingen.
Dette skyldes tildels oppgraderingen av LEP2, men med den planlagte LHC i 2005 håper partikkelfysikerne at de økte energimengdene vil kunne gi dem bedre empiriske tester på hypoteser knyttet til Standard modellen. Dette vil igjen bringe fysikken eksperimentielt et skritt nærmere det store smellet (Big Bang) - og de
teoretisk funderte forklaringene som dette bygger på. I dette bildet hører teorien om
"Grand unification" (forklaring om hvordan elektrosterke og elektrosvake krefter oppsto 10·37 sekunder etter Big Bang) og "TOE - Theory of EYerything" (forklaring på hvordan gravitasjon oppsto, 10·43 sekunder etter Big Bang). Med andre ord -
P:\ WINDOWS\APORCERN\ TOT1CER.l\i
fremtiden for CERN er LHC.
Et#itjjft 1-Øt"&iti't
°""
~
•'**-
...
20
P:\WINDOWS\APORCERN\TOTlCERN 21
LHC
CERN satser mye på at LHC-anlegget skal bli en realitet. For å oppnå dette vil CERNs nåværende aktiviteter fases ut eller minimaliseres for å frigjøre midler til byggingen av LHC. Denne metoden ble benyttet i 1970-årene for å finansiere utbyggingen av LEP. Dette, samt andre tiltak (lønningskutt) og tilskudd fra ikke- medlemsland som India, Israel, Canada og, ikke minst, USA og Japan, gjør at man nå har sydd sammen en finansieringspakke som muliggjør oppstart i 2005. Dette
innebærer fullføring av LHC i en jafs - og ikke totrinn, som opprinnelig planlagt. Bak denne planen syne~ hele det globale partikkelfysikersamfunnet å stå sammen. En illustrasjon av dette ser vi i en formaning til av CERNs generaldirektør C.H.
Leewellyn Smith til Advisory Committee of CERN Users vedrørende
fremdriftsplanen for LHC: "Stability is now of paramount importance for the future of CERN, but everybody, particularely the users, must make a hetter job of
explaining CERN to the public and the spin-offs generated."1
En del av CERNs aktiviteter i forbindelse med utviklingen av LHC begynte alt i 1986 -planleggingen startet lenge før dette. En prototype streng med de spesielle
superledende magnetene ble bygget og testet i 1994. Målet med LHC er å oppnå kollisjonsenergier på 14 Te V (7 Te V pr. stråle): "It is only at this energy that the full potential of the physics is realized - probing the behaviour of the quarks and gluous inside the colliding particles in the Te V energy range to open up the mysterious elektroweak symmentry breaking ("higgs") "mechanism" (CERN Courrier, jan 1 feb s. 11995). LHC illustrerer tidsdimensjonen i partikkel fysikk: Det vil medgå over 20 år i planlegging og utbygging av LHC. LHC vil ventelig være i drift ca. 10 år. Selve anlegget vil komme på ca. 12 milliarder kroner, som er mye, men viktigst, den vil - hvis gjennomført - binde store deler av den globale partikkel fysikken til seg i over 20 år fremover. Dette er forskningspolitisk og - strategisk ganske fundamentalt.
3.3
Partikkelfysikk utenom CERN
Rundt om i verden finnes det forskningsorganisasjoner innen fysikk basert på akselleratorer. Ifølge en oversikt utarbeidet av OECD i forbindelse med Megascience Forum er følgende nye anlegg i drift eller under bygging.
Brookhaven National Laboratory (USA)
Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) - ferdig 1999 - for proton-proton kollisjoner (2 x 100 GeV).
Referat fra møte 12/3-97 - se http://www.cern.ch/CERN/."ccu/minutes/1997.35.html
P:\ WINDOWS\APORCERN\ TOTlCERN 22 Cornell Laboratory of Nuclear Studies (USA)
Continuous luminosity improvement- ferdig 1999 (6 GeV e+e-) Fermi National Accelerator Laboratory (USA)
Tevatron fixed target and collider - bygget 1994 Stanford Linear Accelerator Center (USA)
PEP Il asymmetric B-factory (10,6 GeV) - ferdig 1998 Free elec~ron laser (20 Ge V)
Deutsches Elektronen - Synekrotron - DESY (Tyskland) HERA elektron-proton lagringsring - bygget 1992 DORIS Ill for synkrotronstråling - bygget 1993 KEK National Laboratory for High Energy Physics Gapan)
TRISTAN for elektron-elektron (50-64 GeV) - bygget 1986 B-factory for assymetriske e+e- (10,6 GeV) - ferdig 1998 IHEP Proton Accelerator Complex (Serpuknov, Russland)
UNK- 600 (600 GeV protoner) - ferdig 1998
Oversikten viser at det er stor bredde i typen akselleratorer rundt om i verden, også mht strålingsenergier. Sammenstilt med Livinston-diagrammet vist tidligere, viser at bare CERN - med LHC - er over i Te V regionen, noe som bidrar til dens unike
posisjon i fremtidig partikkelfysikk.
P:\ WINDOWS\APORCERN\ TOTlCERN 23
4 Norsk deltakelse i CERN
4.1 Historisk bakgrunn
4.1.1 De første år
Norsk interesse og medvirkning.
Norge kom tidlig med i drøftingene om CERN-initiativet. IFA direktøren Gunnar Randers og "altmuligmannen" Odd Dahl fra CMI kom først med fra norsk side - i 1949 -50. På norsk side ble CERN-initiativet i første omgang drøftet i NTNFs Atomutvalg. Her var astrofysikeren Svein Rosseland formann. Stemningen i
utvalget var meget positiv til CERN - samarbeidet. Andre medlemmer var Gunnar Randers og professorene Holtsmark (Oslo), Hyllerås (Oslo), Trumpy (Bergen) og Wergeland (Trondheim). De deltok alle på møter om CERN-forberedelsene på europeisk nivå på denne tiden.
Norge blir medlem
NTNFs Atomutvalg hadde to møter i løpet av 1951 for å vurdere om Norge burde bli med i CERN-samarbeidet. (NTNFs årsmelding 1951/1952). Konklusjonen var at Norge burde bli med. Argumentasjonen gikk på at det her var snakk om forskning som ikke kunne dekkes ved de tiltak som på denne tiden var satt i verk i Norge, og at denne type forskning var av et slikt omgang at det var utelukket at Norge skulle kunne makte noe slikt alene.
Så lai::igt var Norges tilslutning likevel foreløpig. Den 5. m~i 1952 underskrev Norge en overenskomst om å opprette et råd for videre studier i forbindelse med
opprettelsen av et europeisk laboratorium for kjerneforskning. Overenskomsten gjaldt i første omgang for 18 måneder (fra 1. mai 1952), men ble ved en tilleggsavtale fra 30. juni 1953 (undertegnet av Norge 31. desember 1953) forlenget til 1. november 1954.
NTNFs Atomkomite fungerte som rådgivningsorgan/kontaktorgan for Utenriks- departementet også i forbindelse med behandlingen av spørsmålet om permanent norsk deltakelse i CERN. I følge NTNFs årsmelding for 1953/1954 mente NTNF ikke overraskende at Norge burde bli fullverdige medlemmer av organisasjonen.
Regjeringen fremmet en proposisjon om dette den 12 mars 1954. (St. prp. nr. 42) Stortinget sluttet seg enstemmig til proposisjonen den 26. mai samme år. Spørsmålet ser ikke ut til å ha skapt noen særlig debatt. I følge Stortingstidende for 1954 (s. 1141
P:\ WINDOWS\APORCERN\ TOTlCERN 24
og s. 1468) sluttet Stortinget seg til ratifikasjonen uten debatt. I innstillingen fra utenriks- og konstitusjonskomiteen heter det: "Komiteen er av den oppfatning at det har stor betydning at Norge deltar i det internasjonale samarbeid på forskningens område ... " (Inst. S. nr. 102, 1954)
Avtalen ble underskrevet av 11 europeiske land. Den 7. oktober 1954 ble CERN formelt opprettet.
Engasjementet fra
NTNF
og Atomutvalgets side i forhold til norsk deltagelse iCERN kom også til uttrykk ved at NTNFs Atomutvalg tok initativ til at Norge burde tilby seg å være vertsland for CERNs laboratorium. Den 24. juni 1951 besluttet
Atomutvalget å henstille til NTNF å anbefale overfor Regjeringen at Norge skulle tilby seg å stille til rådighet tomt for CERNs laboratorium i Norge. Dette kommer frem i NTNFs årsmelding for 1951/1952. Henstillingen ble begrunnet med at "det ville innebære meget store fordeler for norsk vitenskap[ ... ]å ha et slikt laboratorium for eksempel i nærheten av Oslo ... " (NTNF, 1952)
Allerede før CERN ble formelt opprettet var det nordmenn med i arbeidene med de tekniske installasjonene. På det første councilmøtet i det "provisoriske CERN" ble Odd Dahl utpekt som leder for en gruppe som skulle arbeide med forprosjektet til det som skulle bli CERNs første "flaggskip" - 28 GeV proton- synchrotron
akseleratoren (PS). Hovedkvarteret for denne gruppen ble Chr. Michelsens Institutt i Bergen. Kjell Johnsen fra Chr. Michelsens Institutt ble også med i den samme
gruppen. Johnsen ble senere en av de første ansatte ved CERN (Dahl, 1981; s. 190) Oppsummering - den første tiden
CERN-samarbeidet var helt fra begynnelsen rettet inn mot grunnforskning i fysikk.
Franskmannen Pierre Auger, som var en av de viktigste drivkreftene bak etableringen av CERN, insisterte på en modell som la vekt på stor grad av
forskerinnflytelse over virksomheten. Dette avspeilte seg også i at myndighetene, bl.a. i Norge, la en betydelig del av ansvaret for deltagelsen til
forskningsrådsstrukturen. I Norges tilfelle ble det NTNF som fikk dette ansvaret.
NTNF var også ansvarlig for arbeidene med atomenergi i Norge.
CERN-samarbeidet ble til i en tid da holdningene til vitenskapelig aktivitet av den type som CERN representerte generelt hadde en høy stjerne. I sine memoarer sier Odd Dahl:
P: \ WINDOWS\APORCERN\ TOTlCERN 25
"Slik jeg ser det dukket CERN-samarbeidet opp i rett tid. Europa var i sin gjenoppbyggingsfase og naturvitenskap og teknologi sto fortsatt høyt i kurs.
Prosjektets mål var klart, og rent vitenskapelig, og det var lett å se at det ville kunne komme til åvirke teknologisk og industrielt stimulerende." (Dahl, 1981, s. 195) Ikke minst hadde fysikken opparbeidet seg en høy prestisje. Forskningen fikk en stor del av æren for de alliertes seier i 1945, og kjernefysikk sto i sentrum for
seierherrenes takknemlighet (Pestre i Krige (red.), 1993, s. 165)
Det er også nærliggende å se etableringen av CERN i forhold til de øvrige forsøk på å få istand økt internasjonalt samarbeid i de første årene etter krigen. Det er blitt hevdet at det var av stor betydning for CERN-samarbeidet at det parallelt var arbeid for å få i stand et bredere europeisk samarbeid også på andre områder, jfr.
den såkalte Schuman-planen. (Pestre i Krige (red.), 1993, s. 166ff)
Den norske holdningen til CERN var også svært positiv. Det er ikke unaturlig å se dette i sammenheng med de holdninger som preget Europa forøvrig. Da Stortinget i 1954 ble bedt om å ratifisere avtalen om medlemskap i CERN skjedde dette uten debatt. Fra stortingskomiteen som behandlet saken ble det pekt på at det var prinsipielt positivt å delta i internasjonalt samarbeid.
4.1.2 Utvidelsene av CERN Generelt
CERN samarbeidet er blitt utvidet flere ganger. I Norge er det Stortinget som har tatt end~lig stilling til disse. Det har både skjedd ve'd egne CERN-s.aker til Stortinget om utvidelsene og som del av ordinære budsjettsaker. De viktigste er:
Intersecting Storage Rings (ISR) - 19652
300 - 400 GeV Super Proton Synchrotron (SPS) - 1971 Large Electron Positron Machine (LEP) - 1981
Large Hadron Collider (LHC) - 1995 Norsk stillingstagen til utvidelsene
Super Proton Synchrotron (SPS) og Intersecting Storage Rings (!SR)
I 1963 bestemte CERN seg for å bygge en ny og enda større akselerator- Super Proton Synchrotron (SPS). Den var i første omgang planlagt som en 300 GeV
Årstallet henviser til det året det ble gjort vedtak om norsk deltagelse.
P: \ WINDOWS\APORCERN\ TOTlCERN 26
akselerator. Senere ble effekten øket til 400 GeV. Samtidig ble det lagt frem et forslag om å bygge et noe mindre anlegg - et såkalt Intersecting Storage Rings -anlegg. (ISR).
I mars 1965 fremmet regjeringen forslag om norsk deltagelse i ISR. ISR ble sett på som noe man måtte være med på som en følge av engasjementet innen CERN. Dette fremgår av Stortingsproposisjon nr. 85 (1964 -65). Dessuten var det vesentlig
rimeligere enn SPS.
Spøsmålet om norsl< deltagelse i SPS var ikke like opplagt. Hovedkomiteen for norsk forskning ble i juli 1966 bedt om å vurdere både dette prosjektet og fremtidig satsing
innen gnrnnforskning i fysikk i Norge. Hovedkomiteen la frem sin rapport i april 1968. Hovedkomiteen la vekt på å se deltakelse i 300 GeV-prosjektet (SPS) opp i mot andre alternativer. Basert på forventet utvikling i bevilgningene til fysikk-
forskningen, og en vurdering av ulike alternativer for anvendelse av disse midlene, konkluderte Hovedkomiteen med at Norge både burde satse på egen såkalt Tandem van de Graaff og på 300 GeV-prosjektet (SPS). Forutsetningen var imidlertid at det ble en årlig vekst i bevilgningene til fysikk på 15%. NTNF kom også med en
uttalelse. Denne uttalelsen var på sin side mer positiv til SPS enn Hovedkomiteens.
I juni 1968 fikk 300 GeV-prosjektet (SPS) et kraftig skudd for baugen da det ble kjent at Storbritannia ikke ville delta i prosjektet. Begrunnelsen var at det ble for kostbart.
Dette var trolig en medvirkende årsak da alle de nordiske landene senere besluttet at heller ikke de ville delta. Den opprinnelige planen måtte dermed skrinlegges.
Allerede våren 1970 forelå det imidlertid en ny og revidert plan for en slik
akselerator. Den reviderte planen innebar vesentlige kostnadsreduksjoner. Stortinget vedtok i forbindelse med St. prp. nr. 143 (1970 -1971) den 15. juni 1971 at Norge likevel skulle delta i 300 GeV-prosjektet (SPS). Foruten de forskningsmessige sidene, la både Utenriksdepartementet og fra Kirke- og Undervisningsdepartementet vekt på at norsk deltagelse var positivt også ut i fra utenrikspolitiske hensyn.
Large Electron Positron machine (LEP) og Large Hadron Collider (LHC)
Sammenlignet med diskusjonene om SPS var beslutningene om norsk deltagelse i LEP og LHC langt mindre kontroversielle. Stortingets behandling av disse
utvidelsene skjedde i begge tilfelle i forbindelse med behandling av statsbudsjettet3. I
Budsjettproposjonen for hhv. Kulrur- og Vitenskapsdepartementet (1981) og Kirke Utdannings- og Forskningsdepartementet (1995).
P:\ WINDOWS\APORCERN\ TOTlCERN 27
begge tilfeller ble den norske tilslutningen begrunnet fra departementet med at dette var en naturlig følge av det norske medlemskapet i CERN, og at det var viktig at CERN kunne tilby topp moderne vitenskapelig utstyr. (KVD, 1981; KUF,1995) 4.1.3 Hva har vært diskutert 1948-1997?
Den faglige verdi av CERN-samarbeidet
Ved starten av samarbeidet hadde CERN full oppslutning i Norge. Senere har det bl a fra tid til annen hevet seg en og annen røst som har stilt spørsmål ved om
elemetærpartikkel fysikken er verdt en så høy prioritet i forhold til annen fysikk.
Dette er særlig kommet frem gjennom alternative satsinger - jfr. debatten om SPS som toppet seg rundt 1969 -1970. Fra Hovedkomiteen for norsk forskning, og fra de mange institusjonene som uttalte seg i denne anledning, ble det lagt ~ekt på at deltagelsen i CERN ikke måtte føre til tilsidesettelse av andre viktige områder innen fysikk.
Utilstrekkelig følgeforskning i Norge?
Mot slutten av 1970-tallet synes det å ha blitt økt oppmerksomhet om hvordan det norske CERN-medlemskapet ble utnyttet i forhold til den forskningen som foregikk i Norge - såkalt følgeforskning. Dette førte til at det fra og med budsjettet for 1978 ble satt opp en egen post på statsbudsjettet til dette formålet. Dette hadde tidligere vært forskningrådets ansvar. Med denne øremerkingen fikk departementet selv ansvaret for dimensjoneringen av denne posten.
Kan vi få mer igjen for innsatsen?
Omtrent samtidig ble det også satt økt søkelys på den teknologisk-industrielle · utnyttelsen av medlemskapet. Norsk Senter for Informatikk ga i 1979 ut noe som nærmest var en håndbok for eksportansvarlige og produktutviklere innen
elektroteknisk, elektronisk og mekanisk industri om hvordan det var mulig å skaffe seg kontrakter på levering av teknisk utstyr til CERN. I 1986 opprettet Kultur- og Vitenskapsdepartementet i samarbeid med NTNF og Norges Eksportråd et
sekretariat som skulle hjelpe norsk industri å konkurrere om kontrakter til ESA og CERN.
Budsjettforankring
På tross av at CERN-medlemskapet hele tiden har hatt en klar
grunnforskningskarakter hadde NTNF lenge et betydelig ansvar for medlemskapet i CERN. I 1971 ble imidlertid dette ansvaret, sammen med ansvaret for
høyenergifysikk, kjernefysikk og kjernekjemi overlatt til NAVF.
P:\ WINDOWS\APORCERN\ TOTlCERN 28
I de første årene var det Utenriksdepartementet som hadde det fremste ansvaret av departementene for det norske medlemskapet i CERN. Senere ble hovedansvaret gradvis overtatt av de respektive departementene med hovedansvaret for forskning.
(KUD,KVD,KUF). Budsjettansvaret for medlemskontingenten i CERN ble overlatt til Kirke- og Undervisningsdepartementet i forbindelse med statsbudsjettet for 1964. I 1978 ble dette departementets budsjettansvar for CERN-medlemskapet ytterligere utvidet i forbindelse med midler til følgeforskning.
4.1.4 Oppsummerii;ig - historisk perspektiv på CERNs rolle i norsk forskningpolitikk
Generelt ser oppslutningen om deltagelse i CERN ut til å ha vært forholdsvis god, ikke minst på politisk nivå. De første årene etter krigen kan dette trolig tilskrives både prestisjen forbundet med big science i sin alminnelighet og partikkelfysikken i særdeleshet. Dette innebar at NTNF som en viktig institusjonell drivkraft bak norsk engasjement i CERN, fikk gehør både i regjeringen representert ved
Utenriksdepartementet, og i Stortinget. NTNFs engasjement i forhold til CERN kommer også til uttrykk i forsøket på å få lokalisert CERNs laboratorium til Norge på begynnelsen av femtitallet. Men det er noe vanskeligere å få et inntrykk av om oppslutningen om CERN-medlemskapet var like god i forskningsmiljøene for øvrig.
Det norske engasjementet i CERN ble utfordret i forbindelse med arbeidet med SPS akseleratoren på slutten av 60-tallet. I de to uttalelsene fra henholdsvis NTNF og Hovedkomiteen for norsk forskning kommer det frem en fortsatt stor vilje til å satse på CERN og den nye akseleratoren. Det ser likevel ut til at det fortsatt var NTNF som var den sterkeste drivkraften bak videre norsk engasjement. Fra både
Hovedkomiteens flertall og fra de ulike institusjoner som uttalte seg i sakens
anledning, var man i sterkere grad enn NTNF opptatt av å se CERN-engasjementet i forhold til grunnforskning i fysikk forøvrig.
Argumentet for norsk CERN-medlemskap ser i første rekke å være knyttet til synspunkter av forskningsmessig art, ut fra ønsket om å delta i et
grunnforskningssamarbeid som har bidratt til europeisk
elementærpartikkelforskning. Mot slutten av 1970- tallet ser det imidlertid ut til at det ble økt oppmerksomhet om hvordan medlemskapet ble utnyttet i norske
forskningsmiljøer. Etableringen av en egen post på statsbudsjettet til følgeforskning kan sees i denne sammenheng. Omtrent samtidig ble det også økt oppmerksomhet om den teknisk-industrielle utnyttelsen av medlemskapet. Dette perspektivet er også kommet med i budsjettproposisjonene fra denne tiden av.
P:\WINDOWS\APORCERN\TOTlCERN 29
Denne endringen kan muligens ha sammenheng med en gradvis utvikling i synet på forskningens rolle i en bredere forstand. Den økte oppmerksomheten om hvordan Norge utnyttet sitt medlemskap mot slutten av 1970-tallet kan være et signal om at
opp~lutningen om "hig science" - prosjekter av denne type var blitt noe mer betinget siden Norge ble medlem på 1950-tallet.
4.2 CERN - aktiviteter og prosjekter med norsk deltakelse
Norsk deltakelse i CERN skjer på fire områder
som bruker, gjennom deltakelse i CERNs eksperimenter finansiering og styring av CERN
ansettelser av norske statsborgere i CERN leveranse av varer og tjenester til CERN
Hovedmotivet for deltakelsen er å være bruker av CERN, for å få tilgang til - og delta i selve eksperimentene, d\ s. forskning i partikkelfysikk. De andre tre områdene avledes av dette.
4.2.1 Brukere og deltakelse i CERNs eksperimenter
Norske forskere har i løpet av de siste 10 - 15 årene i hovedsak vært involvert i følgende 5 programmer i CERN:
• DELPHI-programmet på LEP-collidem (LEPl) fra 1982, gjennom bidrag med to SAT- (Small Angle Tagger) kalorimeter tilknyttet hoveddetektoren for måling av luminositet i strålen. Dette og tilhørende arbeid har vært hovedbidraget fra norsk side, dvs. forskere fra universitetene i Oslo og Bergen. Norsk deltakelse i CERN har i hovedsak vært knyttet til DELPHI, også i LEP2. Denne vil fases ut ca. 2000, når ombyggingen av LEP til LHC begynner. I tiden fram til LHC vil derfor norsk partikkelfysikk få en venteperiode.
• LEAR-programmet, gjennom deltakelse i en rekke eksperimenter:
JETSET-eksperimentet, siden 1987, som nå er avsluttet,
PS 179-eksperimentet - tolkning av data fra boblekammer - nå avsluttet
• SPS-programmet, i tung-ione eksperimenter gjennom deltakelse i
NA 36 - analyse av data fra eksperimenter påbegynt i 1986 - nå avsluttet,
P: \ WINDOWS\APORCERN\ TOTl CERN 30
W A85 - også her gjennom analyse av data fra eksperimentene, nå avsluttet
• ISOLDE-programmet, som er et av CERNs eldste (startet 1964) med fokus på nuklær-kjemi, med deltakelse fra en gruppe ved universitetet i Oslo og Bergen, i 1995 i eksperimentet IS 338, som skal karakterisere enkeltnøytron-tilstander i tinn (123 Sn), for utbygging av nuklærkjernemodeller. Deltakelse nå avsluttet.
• LHC-programn;et -her har norske miljøer gradvis blitt mer aktive i løpet av de siste årene gjennom
ATLAS, som er en «general-purpose» detektor for proton-proton
kollisjoner. Totalt har over 1.500 forskere verden over vært involvert ved utgangen av 1995. I Norge deltar miljøene ved universitetene i Oslo og Bergen gjennom utvikling av silisium detektoren for ATLAS. SINTEF /SI og AME er også med i utviklingen.
ALICE, som er en tung-ionedetektor, som ble godkjent som forslag i tiden 1993-95. De norske fysikerne har ansvar for en PHOS-detektor (ytre lag av detektoren) samt datainnsamling fra denne detektoren. AME er også her involvert i utviklingen av dette utstyret. Ved utgangen av 1995 var 565 fysikere fra 63 organisasjoner involvert i arbeidet med ALICE.
I det store bildet av CERN ser man at norsk deltakelse ikke er stor. I denne sammenheng vil en økning på 50 - 100% av norsk deltakelse heller ikke være nevneverdig merkbar, ei heller en drastisk reduksjon.
4.2.2 Finansiering og styring av CERN
Norge bidrar med 1.6% av CERNs budsjett fra 1997. Tidligere var dettee 1,36%, men den ble fra 1997 forhøyet som følge av en teknisk justering av beregningsgrunnlaget for Norges NNI. De økonomiske aspektene tas opp nærmere i neste avsnitt.
Medlemskapet gir Norge rett til å være representert- som alle andre medlemmer - med to plasser i CERNs råd (Committee of Councils) og i finanskomiteen. Norge er ikke representert i Scientific Policy Committee, ei heller i noen av de viktige
eksperimentelle komiteene som hvert av CERNs anlegg har. Først i de såkalte
«collaboration boards» på de enkelte eksperimentene som DELPHI finner man norske representanter, da som representanter for deltakende universitet (Bergen, Oslo) - og ikke i arbeidsutvalg eller styrende posisjoner. M.a.o. en lav profil mht.
styringsposisjoner i det som er CERNs politiske liv.
P:\ WINDOWS\APORCERN\ TOTlCERN 31
4.2.3 Norske ansatte i CERN
Ved utgangen av 1996 var det 26 norske statsborgere ansatt i CERN, dvs. ca. 0,8% av alle CERNs ansatte. 11 av disse tilhører kategori 2 av CERN-person~le, dvs.
«Applied Physicist and Eugineers» - og 8 personer var i kategori 3, «Technicians». En norsk person er ansatt i kategori 1, «Research Physicist». Ingen norske CERN-ansatte er i ledelsen av CERN. De øvrige 6 personer er funksjonærer. M.a.o. en svak
representasjon av norske både i antall og posisjoner i CERNs organisasjon, noe som har vært påpekt i mange år. Dette gjelder generelt også for andre nord-europeiske land.
4.2.4 Leveranser av norske varer og tjenester til CERN
Dette området er omgitt me.d en viss oppmerksomhet, .mest pga. muligheten for å levere varer som innebærer nyutvikling og prestisjefulle referanser. Norsk Datas leveranser av NORD-maskiner i sin tid er et slikt eksempel, altså potensielt stor strategisk-kommersiell betydning utenfor CERN. CERN selv opererer med en returkoeffisient for måling av sine innkjøp vis a vis medlemslandene, som beregnes ut fra medlemskapets størrelse, som nå er 1,6% for Norge. En innkjøpsandel fra Norge som er lik 1,6% av CERNs totale innkjøp gir en returkoeffisient på 1. CERNs retningslinjer er at et medlemsland bør ha en returkoeffisient på 0.8. Dette og andre forhold utdypes nærmere i neste kapittel. Returkoeffisient for Norge de siste årene har vært:
• 1993: 0,47
• 1994: 0,45
• . 1995: 0,33
• '1996: 0,32
I pengebeløp for 1996 er dette ca. 8,2 millioner kroner. Norges forskningsråd bruker årlig ca. 1 million kroner til en ordning med en Industrial Liason Officer (ILO), et område som har høy prioritet. Norge leverer mindre og mindre fra år til år til CERN, mens medlemsbidraget er blitt justert oppover.
4.3 Norske prioriteringer og valg
Gitt den profil norsk deltakelse i CERN har, slik den ble beskrevet ovenfor, er det nærliggende å spørre om hvorfor og hvordan dette har blitt til, om det er resultat av bevisste valg og prioriteringer, dvs. forskningsstrategiske overveielser. På dette området finnes det få eksakte svar, dvs. at forklaringen på hvorfor norske fysikere har valgt f.eks. stor deltakelse i DELPHI, må forstås ut fra langsiktighet og
P:\ WINDOWS\APORCERN\ TOTlCERN 32
spesialisering som kreves i deltakelse på eksperimentelt nivå. LHC vil fra ccfødsel» ha en forventet levetid på over 30 år. I 1996 årsrapporten for KJERNPAR begrunnes deltakelsen (og høy prioritering av) LHC-aktivitetene ALICE og ATLAS slik:
«KJERNP AR ser det som sin plikt å sørge for at norske fysikere og norsk high-tech industri får være med på det mangeårige utviklingsarbeidet som må gjøres før fysikk-eksperimentene ved LHC kan starte. Denne innsatsen vil være grunnlaget for norsk deltakelse i eksperimentene i LHC som vil være hovedkilden til
vitenskapelige data for partikkelfysikken de neste 20 år, ikke bare i Europa, men i hele verden.»
Muligheten for å delta i et internasjonalt forskersamfunn i forskningsfronten er altså hovedbegrunnelsen. Den mer spesifikke, taktiske motivasjonen, (f.eks. silisium- detektor-bygging) må søkes i de komplekse prosessene som ligger i opprettelse og planlegging av de enkelte eksperimentene.
4.4 Omfang av norsk ressursbruk til CERN
En oversikt over hva deltakelsen i CERN har kostet må ideelt sett omfatte følgende kostnadskategorier:
... Norges medlemskapskontingent ... bevilgninger til følgeforskning ... bruk av ressurser på universitetene
... indirekte kostnader (overheads) som påløper norsk administrasjon og offentlighet pga. deltakelsen
I utredningen har det vist seg problematisk å få oversikt over de to siste kategoriene, hvorav ressursbruken på universitetene er vanskeligst fordi dette sannsynligvis utgjør betydelige ressurser. Universitetsansatte rapporterer ikke hvor mye tid de bruker til CERN-relatert arbeid og CERN selv fører heller ikke slike oversikter.
Tabellen nedenfor viser hva som er kjent gjennom offentlige bevilgninger og som er den estimerte ressursbruken, dvs der tallgrunnlaget er usikkert.
Estimatet for universitetenes ccegeninnsats» tar utgangspunkt i en oversikt NFR har utarbeidet (Internt notat 2/3-95 - NT) over den norske ccCERN-community» og CERNs egne oversikter over ccunpaid associates». Ut fra disse er ansatte ved
universitetene identifisert (ikke medregnet hovedfagsstudenter og prof. li). Det ble identifisert 53 personer - og i henhold til CERNs egne forutsetninger ble disse regnet
